可充电锂离子电池为从电动汽车到可穿戴设备的各种设备供电。但凯斯西储大学的一项新研究表明，锌基电池可能是一种更可持续、更经济的替代品。
在发表于 Angewandte Chemie 的一项研究中，研究人员宣布在制造高性能、低成本锌硫电池方面迈出了重要一步。"这项研究标志着我们在开发更安全、更可持续的能源存储解决方案方面迈出了重要一步，"凯斯工程学院机械与航空航天工程系助理教授、主要研究员 Chase Cao 说，"锌硫水溶液电池为从可再生能源系统到便携式电子产品的广泛应用提供了动力，同时减少了对环境的影响和对稀缺材料的依赖。
"锌硫水溶液电池为从可再生能源系统到便携式电子产品的广泛应用提供了动力，同时减少了对环境的影响和对稀缺材料的依赖。"锂离子电池虽然应用广泛，但价格昂贵，依赖于相对稀缺的材料，而且制造复杂。 相比之下，锌硫电池使用的材料更为丰富和廉价，而且环境和安全问题较少。 然而，锌阳极腐蚀、低导电性和枝晶生长等挑战一直阻碍着锌硫电池的商业可行性。 Cao 的团队通过引入两种关键添加剂：丙二醇甲醚和碘化锌，克服了这些障碍。 这项技术带来了几项关键改进：能量容量提高了 20%，导电性和稳定性得到改善，并抑制了锌枝晶的生长。
这些添加剂不仅提高了电池效率，还通过减少枝晶的形成解决了长期存在的安全问题。 "这一突破的意义不仅限于经济性和安全性。 锌硫电池比锂离子电池具有更高的能量密度，从而实现了体积更小、寿命更长的设计。 这对于可再生能源存储和要求可靠性和效率的设备来说可能是一个变革。 Cao 对开发更好电池的主要兴趣在于新型软机器人和先进传感系统，这两种系统都依赖于高容量、长寿命的电池。 例如，他正在开发受生物启发的游泳机器人，这种机器人的耐久性依赖于耐用的轻型电池，这种电池可以为长时间的任务提供动力，而不会出现故障--机器人不能在任务中途耗尽电池，否则将一去不复返。 Cao 是 CWRU 软机器和电子实验室的主任，他还在开发用于太空探索和农业的新技术，以及用于清除无处不在的危险太空碎片的新技术。 这项研究还与上海复旦大学和香港科技大学的研究人员合作进行。
原文链接: Yinfeng Guo et al, Engineering Electrolyte Network Structure for Improved Kinetics and Dendrite Suppression in Zn‐S Batteries, Angewandte Chemie International Edition (2024). DOI: 10.1002/anie.202422047
